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À quoi doit-on le renforcement inattendu des alizés ces dernières décennies ?

Crédits : earth.nullschool.net.

Alors que les modèles de climat prévoient un affaiblissement général des alizés dans le Pacifique, les observations effectuées au cours des dernières décennies révèlent à l’inverse une augmentation de leur intensité. Comment résoudre cette apparente contradiction ? Dans une étude publiée ce 11 novembre dans la revue Nature communications, une équipe de chercheurs s’est attaquée à la question et apporte des éléments de réponse.

Les cellules de Walker sont des boucles convectives de grande échelle alignées le long de l’équateur et dont la plus imposante se situe dans le Pacifique. Comme ses semblables, elle émane du contraste de température qui existe entre l’est et l’ouest du bassin. Ces cellules sont un élément majeur de la circulation atmosphérique dans les tropiques. Aussi, leur modification, par exemple lors des épisodes El Niño, induit un bouleversement des régimes de pluies qui s’étend à toute la ceinture tropicale.

Un renforcement inattendu des alizés dans le Pacifique

Avec le réchauffement global, on s’attend à ce que la cellule pacifique s’affaiblisse. C’est du moins ce que projettent l’ensemble des modèles de climat. Pourtant, les observations montrent que depuis 1980, c’est au contraire un renforcement qui est survenu. L’intensité des alizés a ainsi augmenté, induisant une remontée anormale d’eau froide à l’est du bassin, et une concentration de chaleur à l’ouest et en profondeur. Cette redistribution d’énergie a participé au ralentissement du réchauffement de surface entre la fin des années 1990 et le début des années 2010.

Comment expliquer ce désaccord apparent entre les projections des modèles et l’évolution réellement observée ? Selon des chercheurs de l’Académie chinoise des sciences et de l’Institut Max-Planck de météorologie, la réponse tient à un mode de variabilité naturelle propre au bassin pacifique. On parle d’oscillation interdécennale du Pacifique (IPO pour l’acronyme anglais Interdecadal Pacific Oscillation).

Phase négative de l’IPO avec renforcement de la cellule de Walker et des alizés (haut). Phase positive de l’IPO avec affaiblissement de la cellule de Walker et des alizés (bas). Le régime du haut correspond à celui des dernières décennies tandis que celui du bas est attendu pour celles à venir. Crédits : Wu Mingna & coll. 2021.

Ce phénomène résulte d’un couplage entre l’atmosphère et l’océan. Il s’exprime par une alternance entre phase chaude (positive) et phase froide (négative) à l’échelle multidécennale. Ainsi, certaines décennies sont dominées par des évènements El Niño avec un bassin tropical anormalement chaud et une cellule de Walker diminuée, tandis que d’autres décennies sont dominées par des évènements La Niña avec un bassin anormalement froid et une cellule de Walker renforcée.

Le rôle-clé de l’oscillation décennale du Pacifique

« Sur la base des simulations ensemblistes de six modèles climatiques, nous avons pour la première fois quantifié la contribution des forçages externes et de la variabilité naturelle dans le changement à long terme de la circulation de Walker du Pacifique », explique Wu Mingna, auteur principal du papier. « Nous avons identifié un rôle principal de l’océan Pacifique dans le changement décennal de la circulation de Walker et fournissons une projection contrainte de son changement dans un futur proche ».

Aussi, les travaux montrent que plus de 60 % du renforcement de la cellule de Walker observé entre 1980 et 2015 est attribuable à l’entrée de l’IPO en phase négative. Les modèles de climat utilisés indiquent par ailleurs une contribution additionnelle des forçages externes comme la variabilité solaire ou les aérosols d’origine anthropique. Si ce renforcement des alizés a pu masquer une partie du réchauffement sur la période d’étude en enfouissant la chaleur en profondeur, l’affaiblissement attendu à plus long terme n’est toutefois pas remis en question.

« En regardant vers l’avenir, […] la circulation de Walker est censée s’affaiblir si nous utilisons la phase de l’IPO prédite par les membres les plus performants de l’ensemble, afin de contraindre la projection de la cellule Pacifique », détaille Li Chao, un des coauteurs de l’étude. « Par conséquent, les précipitations de la mousson d’été en Asie du Sud pourraient être réduites, la partie nord de l’Amazonie occidentale connaîtra probablement un climat plus sec et moins de précipitations sont attendues sur de vastes zones du continent maritime ».